NO862234L - Fremgangsmaate ved fremstilling av kalsium og legeringer av hoey renhet. - Google Patents
Fremgangsmaate ved fremstilling av kalsium og legeringer av hoey renhet.Info
- Publication number
- NO862234L NO862234L NO862234A NO862234A NO862234L NO 862234 L NO862234 L NO 862234L NO 862234 A NO862234 A NO 862234A NO 862234 A NO862234 A NO 862234A NO 862234 L NO862234 L NO 862234L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- calcium
- cathode
- alloy
- electrolysis
- high purity
- Prior art date
Links
- 239000011575 calcium Substances 0.000 title claims description 39
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 title claims description 37
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 24
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims description 12
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims description 12
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims description 21
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 17
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 15
- 229910000882 Ca alloy Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 13
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 13
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 11
- -1 calcium halides Chemical class 0.000 claims description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 150000001669 calcium Chemical class 0.000 claims description 8
- 239000011135 tin Substances 0.000 claims description 8
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 7
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 claims description 6
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 claims description 6
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000005997 Calcium carbide Substances 0.000 claims description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- OSMSIOKMMFKNIL-UHFFFAOYSA-N calcium;silicon Chemical group [Ca]=[Si] OSMSIOKMMFKNIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 3
- 239000011133 lead Substances 0.000 claims description 3
- CLZWAWBPWVRRGI-UHFFFAOYSA-N tert-butyl 2-[2-[2-[2-[bis[2-[(2-methylpropan-2-yl)oxy]-2-oxoethyl]amino]-5-bromophenoxy]ethoxy]-4-methyl-n-[2-[(2-methylpropan-2-yl)oxy]-2-oxoethyl]anilino]acetate Chemical group CC1=CC=C(N(CC(=O)OC(C)(C)C)CC(=O)OC(C)(C)C)C(OCCOC=2C(=CC=C(Br)C=2)N(CC(=O)OC(C)(C)C)CC(=O)OC(C)(C)C)=C1 CLZWAWBPWVRRGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000005292 vacuum distillation Methods 0.000 claims description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims description 2
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 235000011148 calcium chloride Nutrition 0.000 description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910014813 CaC2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910004706 CaSi2 Inorganic materials 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 2
- 150000004673 fluoride salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 2
- CSDQQAQKBAQLLE-UHFFFAOYSA-N 4-(4-chlorophenyl)-4,5,6,7-tetrahydrothieno[3,2-c]pyridine Chemical compound C1=CC(Cl)=CC=C1C1C(C=CS2)=C2CCN1 CSDQQAQKBAQLLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MVXMNHYVCLMLDD-UHFFFAOYSA-N 4-methoxynaphthalene-1-carbaldehyde Chemical compound C1=CC=C2C(OC)=CC=C(C=O)C2=C1 MVXMNHYVCLMLDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000978 Pb alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000001537 Ribes X gardonianum Nutrition 0.000 description 1
- 235000001535 Ribes X utile Nutrition 0.000 description 1
- 235000016919 Ribes petraeum Nutrition 0.000 description 1
- 244000281247 Ribes rubrum Species 0.000 description 1
- 235000002355 Ribes spicatum Nutrition 0.000 description 1
- CWVZGJORVTZXFW-UHFFFAOYSA-N [benzyl(dimethyl)silyl]methyl carbamate Chemical compound NC(=O)OC[Si](C)(C)CC1=CC=CC=C1 CWVZGJORVTZXFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N calcium nitrate Chemical class [Ca+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910001026 inconel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000016507 interphase Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000002076 thermal analysis method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
- C25C3/02—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of alkali or alkaline earth metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/33—Silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
- C25C3/36—Alloys obtained by cathodic reduction of all their ions
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Description
FREMGANGSMÅTE VED FREMSTILLING AV KALSIUM OG LEGERINGER AV HØY RENHET
Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for fremstilling av kalsium eller kalsiumlegeringer av høy renhet ved elektrolyse av et kalsiumderivat i et bad av smeltede salter hvor derivatet foreligger i oppløsning i badet i ionisk form.
Det er kjent flere elektrolysefremgangsmåter i saltsmelter som tillater å erholde forskjellige metaller såsom kalsium, silisium, magnesium og natrium etc. ved avleiring på katoden .
Disse fremgangsmåter tillater ikke alltid å erholde til-strekkelige renheter uten på bekostning av kostbar og kre-vende opprensking.
Det bør likeledes arbeides med en "flytende katode" hvor fremgangsmåten består i å anvende som katode et flytende metall eller smelte generelt avleiret på bunnen av elektro-lysekaret.
Samme tankegang er kjent ved tilsvarende fremstilling av silisium ved elektrolyse eller ved elektroraffinering hvor et godt eksempel på slike fremgangsmåter er beskrevet i tilgjengelig fransk patent nr. 2.480.796. Ved denne fremgangsmåte som kan anvendes ved raffinering av silisium, blir silisiumet oppløst i et bad av saltsmelte basert på alkalihalogensalter eller nitrater og/eller av jordalkali ved avgivelse av silisium på anoden. Silisiumet som er opp-løst avleires også på katoden hvorved p.g.a. denne fremgangsmåte ved raffinering av silisium med høy renhet, man ikke kan garantere at den er uten spor av metall hvor disse også kan avleires på katoden.
Det er ikke behov for å forklare interessen av å erholde silisium av høy renhet og uten metaller når man vet at dette element er en av hovedbestanddelene i visse minne- og
elektriske krefter.
Foreliggende oppfinnelse angår å nøyaktig erholde høy renhet hvorved kalsiumet er en del av derivatet. Den består av å fremskaffe avleiring av kalsium eller legering på en katode ved elektrolyse av et kalsiumderivat i et bad av saltsmelte basert på kalsiumhalogenider hvor kalsiumderivåtet er i oppløsning i det smeltede saltbad i en ionisk form.
Det bemerkes at avleiring av rent kalsium, dvs. ikke legert, nødvendigvis gir viktige elektriske egenaksper. Forøvrig er kalsiummetallet løselig i halogensaltbadet og bør være fraværende fra dette bad før det oppløses deri. Deretter blir den elektriske ledningsevne til badet meget stor og elektrolysecellen kan kortslutte etter en viss ar-beidstid.
Fordelaktig kan man imidlertid arbeide med en flytende metallisk katode og kalsiumet dannes in situ i legering med katodemetallet.
Som flytende katodemetall bør man f.eks. velge aluminium, tinn, kobber, bly, bismut, nikkel etc. Katodemetallet er f.eks. basert på tinn. Metallene kan anvendes rene eller i blanding. For å senke deres smeltepunkt kan man også for-legere med kalsium.
Ifølge en første variant er katodemetallet praktisk talt flytende, dvs. at katoden er flytende i utgangspunktet, før igangsettelsen av elektrolysen.
Ved en andre variant, f.eks. med en nikkelkatode, kan katoden være fast i utgangspunktet og progressivt skifte til å bli flytende i løpet av elektrolysen under dannelsen av Ca/Ni-legeringen.
Som kalsiumderivat i ionisk oppløsning i smeltede kalsium-halogensalter kan man nevne kalsiumni tra ter, kalsiumhydrid, kalsiumkarbid, kalsiumsilikat eller silisiumkalsium, kal-
siumborat, kalsiumcyanid og kalsiumcyanamid.
Av spesiell interesse er CaSi2og CaC^som tillater å bruke en silisiumanode respektivt av karbongrafitt av høy renhet med god avleiring av kalsium eller kalsiumlegeringer av høy renhet på katoden.
For elektrolysebadet kan man velge kalsiumhalogenider i gruppen bestående av klorid, kalsiumfluorid og blandinger derav. Man kan f.eks. anvende teknisk deshydrert CaC^- I forbindelse med blandinger kan man fortrinnsvis velge aut-ektiske blandinger. Forøvrig kan badet inneholde andre halogenider, f.eks. alkalihalogenider, spesielt klorider eller fluorider.
Arbeidstemperaturen til badet av de smeltede salt ligger mellom 650 og 1100°C avhengig av elektrolysebetingelsene og egenskapene til det avledede kalsium.
Konsentrasjonene til disse derivater i badet avhenger selv-følgelig av derivatets natur og i dettes oppløselighet i halogenidsmelten.
Konsentrasjonen av CaC^i badet ligger også generelt mellom 5 og 14 vekt0/ ved den spesielle temperatur.
Videre ligger CaSi2konsentrasjonen (silisiumkalsium er
et metallurgisk produkt som er relativt kurrant) mellom 1 og 2 vekt0/ likeledes ved den spesielle temperatur.
For å angi tankegangen må man sette på 0,36 V teoretisk for direkte å fremstille kalsiummetall ved elektrolyse i et bad av smeltet salt ved 800°C. Ved en flytende katode for fremstilling av Ca legeringer med metallet til katoden må en mindre spenning anvendes, f.eks. 0,19 V teoretisk for legeringen bly/kalsium under samme betingelser.
Disse verdier er teoretiske elektrokjemiske verdier og i praksis ved anvendelse og fremdeles ved samme temperatur og ved bad bestående av blandinger av klorider og fluorider av kalsium ligger spenningen mellom 0,5 og 5 volt.
De erholdte legeringer av kalsium som flytende katode er særpreget ved en høy renhetsgrad og gir lett tilgang på kalsium også av høy renhet. Faktisk ved destillasjon spesielt under vakuum er det mulig å dekomponere legeringen og gjenvinne kalsiumet og metallet. En fremgangsmåte f.eks. ved redusert trykk (5 x 10 _ 2 ved 10 HPa) ved temperaturer som ligger mellom 700 og 1000°C.
Silisiumet erholdes ved anodisk metode som er særpreget ved en høy renhetsgrad og det er umulig å påvise ved tradisjo-nelle analytiske metoder spor av vanlige forurensende metaller såsom Fe, Al, Ca, Cu, Mg.
Hvis karbonet blir omrørt vil dette avleire seg i form av grafitt som omgir anoden i form av et porøst lag. Dettes renhet er likeledes bemerkelsesverdig.
Fortrinnsvis kan badet regenereres ved å eliminere CaO (spesielt ved hjelp av CaC^teknikken) og de andre uren-heter som har akkumulert. Man kan gå frem f.eks. ved injek-sjon av Cl ^ gass eventuelt ved tilstedeværelse av C i suspensjon eller ved en reduserende gass såsom metan.
Oppfinnelsen vil bli illustrert ved hjelp av nedenstående eksempler gitt med overskrift eksempler.
EKSEMPEL 1
1 en celle av "Iconel" ble 5 kg kalsiumklorid inneholdt i en smeltedigel av grafitt som ble varmet opp med strøm under nitrogen i løpet av 2 timer inntil smelting.
Etter smeltingen (272°C) lukkes cellen og det ble utført
en pumping ved hjelp av en vakuummåler bestående av en celle med flytende nitrogen og en primaerpumpe. Kalsiumklo-ridet bringes til 950°C ved et vakuum på 10 ^ HPa under 2 timer. Etter behandlingen viser kloridet seg å være full-stendig dehydrert (% H20 < 0,01 %).
Derpå blir cellen satt under en argonatmosfære og tilsatt 800 g teknisk kalsiumkarbid ved 80% rent karbid. Fortrinnsvis plasseres på bunnen av smeltedigelen grafitten i en mengde på 4 kg som representerer et bed som er flytende med 3 cm tykkelse (grafittdigelen 0 = 15 cm, h = 25 cm).
Etter oppløsning av det tekniske karbid under omrøring i løpet av 2 timer starter elektrolysen ved å sette ned i badet en grafittanode isolert fra cellen og digelen med diameter lik 5 cm hvor 4 cm av katoden er flytende, grafittdigelen blir polarisert negativt slik at spenningen mellom elektrodene blir opprettholdt praktisk mellom 0,5 og 1,5 volt (tilsvarende en teoretisk intensitet på 0,2 til 0,25 volt omgivende). Strømtettheten til katoden ligger mellom 0,6 og 1,2 A/m 2 avhengig av el ek trolysebetingel-sene tilsvarende ca. 120 A og 1 volt. Elektrolysetiden er 5 timer.
Etter elektrolysen underkastes den metalliske legeringen anbragt i bunnen av digelen analyse. Legeringen inneholder 10,8 % kalsium og smeltepunktet måles ved termisk analyse til å være 625°C, dvs. meget nær den til CaSn^.
Anoden er dekket av et porøst lag grafitt med relativ tett-het på ca. 400 m^ inneholdende ca. 210 g grafitt. Kalsiumlegeringen blir tilslutt destillert ved vakuum ved 1000°C under IO-"'" HPa ved en kondenseringstemperatur på 500°C. Det erholdte metall inneholder 99,2 % kalsium.
Saltbadet i grafittdigelen inneholder ca. 3% CaO eller tilsvarende som fjernes ved tilsetning til badet ca. 200 g forstøvet porøst anodisk karbon finmalt og redispergert i badet ved omrøring og ved tilføring og utskillelse av 300 g klorgass fortynnet med argon.
Det regenererte bad filtreres også på et porøst filter av nikkel og anvendes igjen for ytterligere utskillelse.
EKSEMPEL 2
Det plasseres i samme apparatur som tidligere 5 kg autek-tisk blanding CaF2/CaCl2med ca. 15 vekt"/ CaF2ved 650°C.
Samme fremgangsmåte som i eksempel 1 anvendes hvorved det ikke oppløses mer enn 310 g teknisk CaC"2°9hvor det elektrolyseres ved ca. 700°C. Elektrolysen utføres på samme måte dvs. minst ved ca. 1 volt og 120 A.
Mot slutten av elektrolysen inneholder katoden 4,7 % kalsium dvs. en dannet legering ved ca. 480°C. Fardais av-kastning er imidlertid ca. 95 %.
Metallet gjenvinnes ved destillasjon under vakuum ved 700°C ved IO<-2>HPa med en kondensator ved 500°C. Det erholdte kalsium er av en kvalitet som kan sammenlignes med den fra eksempel 1: 99,3 % renhet.
Badet som inneholder ca. 1% CaO regenereres ved klorering etter dispergering av 100 g forstøvet porøst C og passering av 150 g klorgass. Målingen av badet gir et innhold på ca.
25 g CaF2.
EKSEMPEL 3
I bunnen av en grafittdigel med en diameter på 10 cm og en høyde på 30 cm tilsettes 2 kg av en blanding av CaCl2anhydrid og CaF2med 18 % av CaF2. Blandingen bringes etter smelting til 700°C og tinnet tilsettes som utgjør en katode dannet i den nedre del av digelen. Derpå tilsettes under omrøring CaSi2i en mengde på 2 vekt0/. Derpå polariseres digelen negativt og en andre grafittelek trode plasseres ca. 3 cm fra den flytende tinnkatoden. Forskjel-len i potensial mellom elektrodene opprettholdes ved 2,5 volt ved en total strømstyrke på 200 A.
I løpet av elektrolysen tilsettes ca. 360 g CaSi2pr.
time på 30 g hvert 5. minutt. Den flytende tinnmassen blir til slutt 1200 g og mot slutten av prosessen erholdes en kalsiumlegering med tinn på 10,3 % kalsium.
Kalsiumet blir derpå ekstrahert ved vakuumdestil1 asjon fra kalsium/tinnlegeringen.
Silisiumet dannes i en kompakt avleiring på anoden. I interfasen mellom anoden og avleiringen kan det finnes tilstedeværelse av silisiumkarbid.
Silisiumavleiringen på anoden gjenvinnes og det blir kon-statert at metallet befinner seg i en tilstand av høyere renhet. Faktisk kan ingen metalliske forurensninger påvi-ses ved hjelp av de beste analysemetoder.
Under betingelsene angitt ovenfor er den faradiske avkast-ning 81%.
EKSEMPEL 4
Fremgangsmåten er som beskrevet i eksempel 1 men ved å bruke CaCl2ved 800°C.
Det blir også her oppnådd silisium av høy renhet som tid ligere og en legering av kalsium og tinn på 12,45% kalsium hvor kalsiumet kan ekstraheres ved hjelp av vakuumdestil-las jon .
Claims (10)
1. Fremgangsmåte ved fremstilling av kalsium eller kalsiumlegeringer av høy renhet,
karakterisert ved at man frembringer en avleiring av kalsium eller legering på en elektrolysekatode fra et kalsiumderivat i et smeltet saltbad basert på kalsiumhalogenider hvor kalsiumderivåtet er i oppløsning i saltsmelten i ionisk form.
2. Fremgangsmåte ved fremstilling av kalsiumlegering ifølge krav 1 ,
karakterisert ved at man frembringer avleiring av kalsium på en flytende metallkatode hvor kalsiumet legeres in situ med metallet som danner katoden for å danne en legering.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, ved fremstilling av kalsium eller kalsiumlegeringer og ved anoden silisium av høy renhet ,
karakterisert ved at kalsiumderivatet er kalsiumsilisium eller si1 ikokalsium.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, for fremstilling av kalsium eller kalsiumlegeringer og ved anoden grafittkarbon av høy renhet,
karakterisert ved at kalsiumderivatet er kalsiumkarbid.
5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at kalsiumhalogenidene er valgt fra gruppen bestående av kalsiumklorid, kalsiumfluorid eller blandinger derav.
6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det smeltede saltbad opprettholdes ved en temperatur mellom 650 og 1100°C.
7. Fremgangsmåte ifølge krav 2,
karakterisert ved at katoden i utgangspunktet er flytende hvoretter elektrolysen settes i gang og ved at den er basert på aluminium, tinn, kobber, bly eller bisbut.
8. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at katoden er fast i utgangspunktet og passerer progressivt over til flytende tilstand i løpet av elektrolyseprosessen under dannelse av 1 egeringen.
9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at katoden er av nikkel.
10. Anvendelse av fremgangsmåte ifølge krav 1 for fremstilling av kalsium av høy renhet ved å skille dennes legering, karakterisert ved at man dekomponerer legeringen ved vakuumdestillasjon.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8415506A FR2571353B1 (fr) | 1984-10-05 | 1984-10-05 | Procede de production du silicium |
| FR8417941A FR2573442B1 (fr) | 1984-11-21 | 1984-11-21 | Procede de production d'alliages de calcium de haute purete |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO862234D0 NO862234D0 (no) | 1986-06-04 |
| NO862234L true NO862234L (no) | 1986-06-04 |
Family
ID=26224194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO862234A NO862234L (no) | 1984-10-05 | 1986-06-04 | Fremgangsmaate ved fremstilling av kalsium og legeringer av hoey renhet. |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4738759A (no) |
| EP (1) | EP0230411A1 (no) |
| AU (1) | AU5011085A (no) |
| BR (1) | BR8507254A (no) |
| ES (1) | ES8608449A1 (no) |
| FI (1) | FI871421A (no) |
| NO (1) | NO862234L (no) |
| PT (1) | PT81241B (no) |
| WO (1) | WO1986002108A1 (no) |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8707781D0 (en) * | 1987-04-01 | 1987-05-07 | Shell Int Research | Electrolytic production of metals |
| US5024737A (en) * | 1989-06-09 | 1991-06-18 | The Dow Chemical Company | Process for producing a reactive metal-magnesium alloy |
| US5131988A (en) * | 1991-04-12 | 1992-07-21 | Reynolds Metals Company | Method of extracting lithium from aluminum-lithium alloys |
| WO1994028201A1 (fr) * | 1993-05-24 | 1994-12-08 | Maloe Nauchno-Proizvodstvennoe Predpriyatie 'mms' | Procede de production d'un alliage d'aluminium-strontium |
| CA2267601A1 (en) * | 1996-09-30 | 1998-04-09 | Claude Fortin | Process for obtaining titanium or other metals using shuttle alloys |
| FR2797891A1 (fr) * | 1999-08-26 | 2001-03-02 | Ind Des Poudres Spheriques | Procede de production de calcium et d'alliages de calcium a partir de carbure de calcium |
| US6457478B1 (en) | 1999-11-12 | 2002-10-01 | Michael J. Danese | Method for treating an object using ultra-violet light |
| US6272768B1 (en) | 1999-11-12 | 2001-08-14 | Michael J. Danese | Apparatus for treating an object using ultra-violet light |
| NO317073B1 (no) * | 2001-06-05 | 2004-08-02 | Sintef | Elektrolytt samt fremgangsmate ved fremstilling eller raffinering av silisium |
| US20040182718A1 (en) * | 2003-03-21 | 2004-09-23 | Mcwhorter Edward Milton | Consumable electrode |
| US8951401B2 (en) * | 2010-05-28 | 2015-02-10 | Toyota Boshoku Kabushiki Kaisha | Method for electrochemically depositing carbon film on a substrate |
| CN102071434B (zh) * | 2010-12-08 | 2012-11-14 | 华东理工大学 | 一种去除锂电解质KCl-LiCl中杂质CaCl2的方法 |
| CN102002730A (zh) * | 2010-12-08 | 2011-04-06 | 华东理工大学 | 一种去除锂电解质KCl-LiCl中杂质MgCl2的方法 |
| US9701539B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-07-11 | West Virginia University Research Corporation | Process for pure carbon production |
| AU2015336258A1 (en) | 2014-10-21 | 2017-05-04 | West Virginia University Research Corporation | Methods and apparatuses for production of carbon, carbide electrodes, and carbon compositions |
| BR112018071554A2 (pt) * | 2016-04-20 | 2019-03-06 | Univ West Virginia | métodos, aparelhos e eletrodos para conversão de carboneto em carbono com compostos químicos de carboneto nanoestruturados |
| CN107385474B (zh) * | 2017-08-04 | 2018-10-12 | 中南大学 | 一种氯化钙熔盐电解制钙用电解质及使用该电解质的电解方法 |
| CN111321425B (zh) * | 2020-03-19 | 2021-04-20 | 东北大学 | 一种熔盐氯化生产TiCl4所排放废盐的综合回收利用方法 |
| CN111304696B (zh) * | 2020-03-19 | 2021-04-20 | 东北大学 | 电化学法净化再生失活熔盐并回收其中有价金属的方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA639728A (en) * | 1962-04-10 | Van Diest Jacques | Process and apparatus for the electrolysis of baths of fused salts | |
| DE458493C (de) * | 1926-02-05 | 1928-04-12 | Wilhelm Kroll Dr Ing | Verfahren zur Gewinnung von metallischem Calcium |
| ES257371A1 (es) * | 1959-05-13 | 1960-11-16 | Solvay | Procedimiento para la preparaciën de un metal alcalino-terreo por electrëlisis de banos de cloruros fundidos |
| BE624084A (no) * | 1961-10-25 | |||
| US4028582A (en) * | 1975-09-22 | 1977-06-07 | Rca Corporation | Guided beam flat display device |
-
1985
- 1985-09-27 EP EP85904824A patent/EP0230411A1/fr not_active Withdrawn
- 1985-09-27 BR BR8507254A patent/BR8507254A/pt unknown
- 1985-09-27 WO PCT/FR1985/000266 patent/WO1986002108A1/fr not_active Application Discontinuation
- 1985-09-27 AU AU50110/85A patent/AU5011085A/en not_active Abandoned
- 1985-09-27 US US06/876,857 patent/US4738759A/en not_active Expired - Fee Related
- 1985-10-02 PT PT81241A patent/PT81241B/pt unknown
- 1985-10-03 ES ES547525A patent/ES8608449A1/es not_active Expired
-
1986
- 1986-06-04 NO NO862234A patent/NO862234L/no unknown
-
1987
- 1987-04-01 FI FI871421A patent/FI871421A/fi not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PT81241B (fr) | 1987-04-28 |
| EP0230411A1 (fr) | 1987-08-05 |
| FI871421A0 (fi) | 1987-04-01 |
| NO862234D0 (no) | 1986-06-04 |
| AU5011085A (en) | 1986-04-17 |
| ES547525A0 (es) | 1986-07-16 |
| BR8507254A (pt) | 1987-10-27 |
| PT81241A (fr) | 1985-11-01 |
| US4738759A (en) | 1988-04-19 |
| FI871421A (fi) | 1987-04-01 |
| WO1986002108A1 (fr) | 1986-04-10 |
| ES8608449A1 (es) | 1986-07-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO862234L (no) | Fremgangsmaate ved fremstilling av kalsium og legeringer av hoey renhet. | |
| US5024737A (en) | Process for producing a reactive metal-magnesium alloy | |
| US3114685A (en) | Electrolytic production of titanium metal | |
| AU613847B2 (en) | Refining of lithium-containing aluminum scrap | |
| US2919234A (en) | Electrolytic production of aluminum | |
| US2961387A (en) | Electrolysis of rare-earth elements and yttrium | |
| US2757135A (en) | Electrolytic manufacture of titanium | |
| US3677926A (en) | Cell for electrolytic refining of metals | |
| US2848395A (en) | Electrolytic process for production of titanium | |
| US2731402A (en) | Production of metallic titanium | |
| US1299947A (en) | Electrolysis of fused electrolytes. | |
| US3098805A (en) | Process for the extraction of relatively pure titanium and of relatively pure zirconium and hafnium | |
| US2892763A (en) | Production of pure elemental silicon | |
| US1854684A (en) | Production of aluminum | |
| US3098021A (en) | Process for producing ductile vanadium | |
| US2870071A (en) | Electrolytic production of titanium tetrahalides | |
| CA1062194A (en) | Recovery of zinc from zinc chloride by fused salt electrolysis | |
| US1538390A (en) | Treatment of alkali-metal amalgams, especially for the production of alkali metals | |
| US2507096A (en) | Process for the electrolytic refining or lead or lead alloys containing bismuth | |
| US4802970A (en) | Process for preparing fluorine by electrolysis of calcium fluoride | |
| Güden et al. | Electrolysis of MgCl2 with a top inserted anode and an Mg-Pb cathode | |
| JPH0213032B2 (no) | ||
| US2777809A (en) | Preparation of uranium | |
| US2952591A (en) | Electrolytic preparation of calcium carbide | |
| GB757908A (en) | Process for producing aluminium electrolytically by amalgam metallurgy |